DE2220959C3 - Verfahren zur Herstellung eines Bildschirmes für Farbfernsehbildröhren - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines Bildschirmes für Farbfernsehbildröhren mit den im Oberbegriff des Patentanspruches 1 aufgeführten Merkmalen.

" Bei einer Farbfernsehbildröhre eines bekannten Typs besteht der Bildschirm aus einer Vielzahl von Leuchtstoffpunkten, die in Gruppen von drei Leuchtstoffpunkten angeordnet sind. Jede Gruppe besteht aus einem unter der Einwirkung eines Elektronenstrahls rot, einem grün und einem blau aufleuchtenden Leuchtstoffpunkt. Zwischen den Leuchtstoffpunkten kann sich eine schwarze, nichtreflektierende Schicht befinden, die Umgebungslicht absorbiert und dadurch zu einem kontrastreichen Bild beiträgt. Die Muster von Leuchtstoffpunkten werden, Farbe für Farbe, mit Hilfe einer während der Herstellung der Röhre anzubringenden lichtempfindlichen Schicht gebildet, die in einer Belichtungsvorrichtung belichtet und dann entwickelt wird. Ein derartiges photochemisches Verfahren ist allgemein bekannt. Die schwarze, nichtreflektierende Schicht wird im allgemeinen zuvor, gleichfalls mit Hilfe einer lichtempfindlichen Schicht angebracht, die mit drei aufeinanderfolgenden Belichtungen an den Stellen belichtet wird, an denen nachher die roten, die grünen und die blauen Leuchtstoffpunkte angebracht werden sollen. Das daran angepaßte Verfahren ergibt eine schwarze Schicht mit öffnungen an den Stellen, an denen Leuchtstoffpunkte angebracht werden sollen.

Da in einer Farbfernsehbildröhre im Betrieb drei Elektronenstrahlen erzeugt werden, die die rote, die grüne bzw. die blaue Bildinformation übertragen und je daher nur Leuchtstoffpunkte treffen sollen, die in der dieser Signalinformation entsprechenden Farbe aufleuchten, wird in der Röhre eine Farbauswahlmaske verwendet. Die Farbauswahlmaske weist eine Vielzahl von öffnungen auf, die der Anzahl der Gruppen aus drei Leuchtstoffpunkten entsprechen. Die drei Elektronenstrahlen werden auf den Bildschirm fokussiert und •passieren die Farbauswahlmaske unter einem bestimmten gegenseitigen Farbauswahlwinkel. Der Farbauswahlwinkel und der Abstand der Farbauswahimaske von dem Bildschirm sind derart ausgewählt, daß die Elektronenstrahlen" auf dem Bildschirm Auf treffflecke bilden, die sich grundsätzlich nicht überlappen.

An den Auftreffflecken der Elektronenstrahlen auf dem Bildschirm befinden sich die Leuchtstoffpunkte. Um zu erzielen, daß diese Auf treffflecke tatsächlich den Leuchtstoffpunkten und den öffnungen in der schwarzen, nichtreflektierenden Schicht entsprechen, wird die lichtempfindliche Schicht während des vorerwähnten photochemischen Verfahrens mit Hilfe einer Lichtquelle und derselben Farbauswahlmaske belichtet, die in der fertigen Röhre vorhanden ist. Das Muster von Löchern in der Farbauswahlmaske wird optisch auf die lichtempfindliche Schicht projiziert. Da sich die Farbauswahlmaske dabei in dem gleichen Abstand von der lichtempfindlichen Schicht wie in der fertigen Röhre von dem Bildschirm befindet, wird ein möglichst genaues Zusammenfallen der Auftreffflecke der Elektronenstrahlen und der Leuchstoffpunkte bzw. der öffnungen in der schwarzen, nichtreflektierenden Schicht erhalten. Da dieses Zusammenfallen sich jedoch nur mit einer gewissen Toleranz erzielen läßt, muß zwischen Leuchtstoffpunkten und Elektronenftecken eine gewisse Überlappung bestehen, d. h., daß entweder der Auftrefffleck größer als der Leuchtstoffpunkt sein muß, derart, daß der Auftrefffleck den Leuchtstoffpunkt stets völlig überlappt, oder der Auftrefffleck kleiner als der Leuchtstoffpunkt sein muß, derart, daß sich der Auftrefffleck stets innerhalb des Leuchtstoffpunktes befindet.

Die bereits erwähnte schwarze, nichtreflektierende Schicht ist bei kleinen Leuchtstoffpunkten wirkungsvoller als bei großen, weil der Kontrast vergrößert wird, wenn die nichtreflektierende Schicht in bezug auf die Oberfläche der Leuchtstoffpunkte eine verhältnismäßig große Oberfläche beansprucht. Eine derartige Schicht enthaltende Röhren sind daher vorzugsweise mit Leuchtstoffpunkten versehen, die kleiner als die Auftreffflecke der Elektronenstrahlen sind. Die Größe der Auftreffflecke der Elektronenstrahlen wird durch die Größe der Löcher in der Farbauswahlmaske bestimmt. Die Größe der Leuchtstoffpunkte und der öffnungen in der Schwarzen, nichtreflektierenden Schicht wird aber ebenfalls während des bereits mehrmals genannten photochemischen Verfahrens durch die Größe der Löcher in der Farbauswahlmakse bestimmt und wird also, ohne besondere Maßnahme, etwa gleich oder etwa größer als die Größe der Auftreffflecke der Elektronenstrahlen sein.

Aus der^ DT-OS 20 53 421 ist ein Verfahren der eingangs genannten Art bekannt. Bei diesem wird das Licht einer Lichtquelle gesammelt und in der Spitze eines Lichtleiters konzentriert. Die lichtemittierende Spitze formt wegen der Rotation des Lichtleiters eine wirksame ringförmige Lichtquelle.

Aus der DT-OS 22 20 430 ist ein Verfahren zum

Belichten bekannt, bei dem eine Korrekturlinse mit ringförmigen Zonen verwendet wird. Vm die Übergänge zwischen den Zonen unwirksam ζυ machen, vollführt die Korrekturlinse eine kleine Translationsbewegung, wobei die virtuelle Position der Lichtquelle soviel wie möglich ungestört bleibt.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zum Belichten abzugeben, mit dessen Hilfe die Lichtverteilung hinter den Löchern in der Farbauswahlmaske gesteuert werden kann. Die Erfindung bezweckt weiterhin, eine Belichtungsvorrichfeing zu schaffen, mit deren Hilfe Leuchtstoff punkte^ bzw. öffnungen in der schwarzen, nichtreflektierenden Schicht erhalten werden können, die kleiner als die Löcher in der Farbauswahlmaske sind, ohne daß diese Löcher während der Belichtung zeitweilig verkleinert oder nach der Belichtung z. B. durch Nachätzen vergrößert werden, was ein kostspieliges und aufwendiges Verfahren erfordert.

Diese Aufgabe bei einem Verfahren der eingangs genannten Art wird nach der Erfindung durch die Maßnahmen gelöst, die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 im einzelnen angegeben sind.

Durch das Rotieren der optischen Mittel während der Belichtung wird eine ringförmig wirksame Lichtquelle erhalten. Dadurch werden hinter den Löchern der Farbauswahlmaske Helligkeitsverteilungen erhalten, bei denen die Kurve die die Helligkeit als Funktion des Orts entlang einem Durchmesser des zu bildenden Leuchtstoffpunktes bzw. der öffnung in der schwarzen, nichtreflektierenden Schicht angibt eine schmale Spitze aufweist. Durch passende Wahl der Eigenschaften der lichtempfindlichen Schicht und der angewandten Belichtungszeit kann diese Helligkeitsverteilung dazu benutzt werden, Leuchtstoffpunkte bzw. öffnungen in der schwarzen, nichtreflektierenden Schicht zu erhalten, die erheblich kleiner als die Löcher in der Farbauswahlmaske sind.

Es sei bemerkt, daß in »Journal of the Society of Motion Picture und Television Engineers«, Heft 65, Nr. 8, August 1956, S. 407 bis 410 die Anwendung derartiger Halbschatteneffekte beschrieben wird und auch unter anderem ringförmige Lichtquellen als für diesen Zweck günstig erwähnt werden. Die Konstruktion einer ringförmigen Lichtquelle genügender Intensitat wird jedoch nicht angegeben.

In einer Belichtungsvorrichturg zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung können die genannten optischen Mittel die Gestalt einer drehiymmetrischen Linse aufweisen die um..eine Achse gedreht wird, die zu ihrer Drehsymmetrie parallel ist und nicht mit dieser zusammenfällt.

Die optischen Mittel können auch die Gestalt einer Linse aufweisen, deren Dicke in einer Richtung konstant ist und die um eine Achse gedreht wird, die senkrecht zu dieser Richtung steht.

In einer weiteren Ausgestaltung einer Belichtungsvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens weisen die optischen Mittel die Gestalt eines Prismas auf.

Eine einfache Ausführungsform einer Belichtungsvor richtung zur Durchführung des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß die erwähnten optischen Mittel aus einer planparallelen Platte bestehen, deren Normale zu der Oberfläche mit der Drehachse einen scharfen Winkel einschließt. Bekanntlich führt eine planparallele Platte eine parallele Verschiebung des austretenden Lichtstrahls in bezug auf einen unter einem scharfen Winkel einfallenden Lichtstrahl und somit eine brauchbare virtuelle Verschiebung der Lichtquelle herbei.

Die Belichtungsvorrichtung wird nachstehend für ein Ausführungsbeispiel an Hand der Zeichnung näher erläutert.

Die dargestellte Belichtungsvorrichtung ist mit einem Gehäuse 1 versehen, auf dem ein Fenster 2 einer herzustellenden Farbfernsehbildröhre angebracht ist. Eine lichtempfindliche Schicht 3 auf dem Fenster 2 wird durch Löcher 4 und eine Farbauswahlmaske 5 hin belichtet. Befestigungsmittel für das Fenster 2 und für die Farbauswahlmaske 5 sind nicht dargestellt.

Die Belichtung erfolgt mit Hilfe einer Lichtquelle 6, die eine Gasentladungsröhre 7 und einen Quarzkegel 8 enthälv. Von der Gasentladungsröhre 7 stammendes Licht wird vom Quarzkegel 8 in einem Punkt 9 dieses Quarzkegels konzentriert. Der Punkt 9 bildet eine praktisch punktförmige Lichtquelle. Eine Korrekturlinse 10 sorgt dafür, daß die scheinbare Lage der Lichtquelle in genügendem Maße mit dem Ablenkpunkt der Elektronenstrahlen in der fertigen Farbfernsehbildröhre in Übereinstimmung gebracht wird. Nach der Erfindung wird eine Linse 11, die in einem Schneckenrad 12 montiert ist, das mit Hilfe einer Schnecke 13 rotiert wird. Der Verlauf der Dicke der Linse 11 ist in ailen zu der Zeichnungsebene parallelen Ebenen gleich. Abgesehen von einer geringen Beugung der Linsenoberfläche 14 ist die Linse 11 nahezu ein Prisma und führt eine virtuelle seitliche Verschiebung des Punktes 9 der Lichtquelle herbei. Diese seitliche Verschiebung liegt in der Zeichnungsebene bei der dargestellten Lage der Linse 11. Durch Rotation der Linse 11 beschreibt die virtuelle Lichtquelle einen Kreis um die Drehachse 15 der Linse und wird effektiv eine ringförmige Lichtquelle erhalten.

Die Erfindung beschränkt sich naturgemäß nicht auf eine Belichtungsvorrichtung zur Herstellung einer Farbfernsehbildröhre mit roten, grünen und blauen Leuchtstoffpunkten, die durch eine schwarze, nichtreflektierende Schicht voneinander getrennt sind. Auch Farbfernsehbildröhren mit anderen Anzahlen und anderen Grundfarben können mit dieser Vorrichtung hergestellt werden, wobei eine schwarze, nichtreflektierende Schicht an- oder abwesend sein kann. Außerdem beschränkt sich die Erfindung nicht auf eine Belichtungsvorrichtung mit einer Gasentladungsröhre und einem Quarzkegel. Grundsätzlich kann jede Lichtquelle verwendet werden, und vorzugsweise eine, die von einem Punkt der Farbauswahlmaske aus gesehen, effektiv einen nahezu punktförmigen lichtemittierenden Teil besitzt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung eines Bildschirmes für Farbfernsehbildröhren, bei dem eine auf dem Frontglas der Röhre angebrachte lichtempfindliche Schicht durch die Löcher der Farbauswahlmaske der Röhre mittels einer Lichtquelle, die auf einer Kreisbahn bewegt wird, belichtet wird dadurch gekennzeichnet, daß das Licht von einer virtuellen Lichtquelle ausgeht, die durch optische Mittel (11) erzeugt wird und die virtuelle Lichtquelle auf einer Kreisbahn durch eine Bewegung der optischen Mittel geführt wird.

2. Belichiungsvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die optischen Mittel (U) aus einer drehsymmetrischen Linse bestehen, und daß die Linse um eine Achse (15) gedreht wird, die zu ihrer Drehsymmetrieachse parallel ist und nicht mit dieser zusammenfällt.

3. Belichtungsvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die optischen Mittel (11) aus einer Linse bestehen, deren Dicke in einer Richtung konstant ist, und daß die Linse um eine Achse gedreht wird, die senkrecht zu diese Richtung steht.

4. Belichtungsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die optischen Mittel (11) aus einem Prisma bestehen.

5. Belichtungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die optischen Mittel (11) _Q aus einer planparallelen Platte bestehen, und daß diese so gedreht wird, daß die Normale zu ihrer Oberfläche mit der Drehachse (15) einen spitzen Winkel einschließt.